JP4438808B2 - Conductive roll - Google Patents
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Description
本発明は、導電性ロールに関し、さらに詳しくは、電子写真機器などに好適に用いられる導電性ロールに関するものである。 The present invention relates to a conductive roll, and more particularly, to a conductive roll suitably used for an electrophotographic apparatus or the like.
近年、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器が広く使用されるようになってきている。この種の電子写真機器の内部には、感光ドラムが組み込まれており、その周囲には、現像ロール、帯電ロール、転写ロール、トナー供給ロールなどの導電性ロールが配設されている。 In recent years, electrophotographic apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles that employ an electrophotographic system have been widely used. A photosensitive drum is incorporated in this type of electrophotographic apparatus, and conductive rolls such as a developing roll, a charging roll, a transfer roll, and a toner supply roll are disposed around the photosensitive drum.
一般に、上記導電性ロールは、トナーに対する離型性を有している必要がある。そのため、ロール最外周には、トナーが付着し難いフッ素樹脂やシリコーン樹脂などの樹脂層が形成されることが多い。 In general, the conductive roll needs to have releasability with respect to toner. For this reason, a resin layer such as a fluororesin or a silicone resin that hardly adheres to the toner is often formed on the outermost periphery of the roll.
また、上記樹脂層を形成することなく、ロール最外周をゴム層とし、このゴム層の表面を表面処理することにより、トナーに対する離型性を付与する試みも行なわれている。 In addition, an attempt has been made to impart releasability to the toner by forming the outermost roll periphery as a rubber layer and surface-treating the surface of the rubber layer without forming the resin layer.
例えば、特許文献1には、ロール最外周のゴム層表面に、大気圧プラズマによってフッ素化合物を化学的に結合させた電子写真機器用ロールが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a roll for electrophotographic equipment in which a fluorine compound is chemically bonded to the rubber layer surface on the outermost periphery of the roll by atmospheric pressure plasma.
ところで、ゴムの表面処理方法としては、例えば、特許文献2には、酸素ガス、酸素発生化合物または200℃で1torr以上の蒸気圧を有する含酸素化合物の共存下で、ゴム表面をフッ素ガスで処理する方法が開示されている。 By the way, as a rubber surface treatment method, for example, in Patent Document 2, the rubber surface is treated with fluorine gas in the presence of oxygen gas, an oxygen generating compound or an oxygen-containing compound having a vapor pressure of 1 torr or higher at 200 ° C. A method is disclosed.
また、特許文献3には、フルオロアルキル基を含有するフッ素系化合物とシランカップリング剤とを架橋ゴム表面に塗布した後、加熱処理する方法が開示されている。この方法によれば、溶剤と接触した場合であっても、フッ素処理効果を安定して発現することができるとされている。 Patent Document 3 discloses a method in which a fluorine compound containing a fluoroalkyl group and a silane coupling agent are applied to the surface of a crosslinked rubber and then heat-treated. According to this method, it is said that the fluorine treatment effect can be stably exhibited even when it comes into contact with a solvent.
さらに、特許文献4には、フルオロアルキル基を含有するフッ素系化合物と多官能性アルコキシシランとを含有する処理液を用い、ゴム表面に処理層を形成する方法が開示されている。この方法によれば、ゴム表面に防汚性を付与することができるとされている。 Further, Patent Document 4 discloses a method of forming a treatment layer on a rubber surface using a treatment liquid containing a fluoro compound containing a fluoroalkyl group and a polyfunctional alkoxysilane. According to this method, it is said that antifouling properties can be imparted to the rubber surface.
しかしながら、従来知られる導電性ロールは、次のような問題を有していた。 However, conventionally known conductive rolls have the following problems.
すなわち、ロール最外周に樹脂層を形成する場合には、樹脂層を形成する前のロール表層に比較して、その柔軟性や、電気抵抗などの表面特性が変わりやすい。 That is, when the resin layer is formed on the outermost periphery of the roll, the flexibility and surface characteristics such as electric resistance are easily changed as compared with the roll surface layer before the resin layer is formed.
例えば、樹脂層を形成する前のロール表層がゴム層である場合には、樹脂層はゴム層に比較して硬いので、ゴム層の柔軟性が損なわれる。そのため、長期間の使用などにより、樹脂層が、相手材である感光ドラムを傷つけたり、トナーを劣化させたりすることがある。また、樹脂層を形成する前のロール表層がゴム層である場合にかかわらず、樹脂層を形成することにより電気的なレスポンスが変化する。これらの結果、電子写真機器の画像に不具合が生じるといった問題があった。 For example, when the roll surface layer before forming the resin layer is a rubber layer, the resin layer is harder than the rubber layer, so that the flexibility of the rubber layer is impaired. For this reason, the resin layer may damage the photosensitive drum as the counterpart material or deteriorate the toner due to long-term use. Moreover, regardless of the case where the roll surface layer before forming the resin layer is a rubber layer, the electrical response is changed by forming the resin layer. As a result, there has been a problem that an image of the electrophotographic apparatus is defective.
また、特許文献1に記載される電子写真機器用ロールや、従来の、フッ素添加剤を用いて表面処理された導電性ロールでは、トナー離型性と、帯電性能とを両立させるのが難しいという問題があった。 In addition, it is difficult to achieve both toner releasability and charging performance with the roll for electrophotographic equipment described in Patent Document 1 and the conventional conductive roll surface-treated with a fluorine additive. There was a problem.
すなわち、特許文献1に記載される方法でロールを表面処理したり、フッ素添加剤を用いてロールを表面処理すると、ロール表面のトナー離型性は確保される。その一方で、例えば、導電性ロールが現像ロールの場合には、トナーがマイナスに帯電し難くなり、また、例えば、導電性ロールが帯電ロールの場合には、感光ドラムとの摺擦により感光ドラムを帯電させてしまい、感光ドラム上に正電荷がメモリされやすくなるなど、帯電性能が悪くなっていた。このように、帯電性能が悪くなると、画像濃度の低下や横スジ画像の発生など、画像の不具合が生じやすくなる。 That is, when the roll is surface-treated by the method described in Patent Document 1 or the roll is surface-treated using a fluorine additive, the toner releasability on the roll surface is ensured. On the other hand, for example, when the conductive roll is a developing roll, the toner is difficult to be negatively charged. For example, when the conductive roll is a charged roll, the photosensitive drum is rubbed with the photosensitive drum. The charging performance deteriorates, for example, the positive charge is easily stored on the photosensitive drum. As described above, when the charging performance is deteriorated, image defects such as a decrease in image density and generation of horizontal streak images are likely to occur.
これは、フッ素添加剤を用いてロールを表面処理すると、電子吸引性のフッ素原子ばかりがロール表面に現れるために、例えば、現像ロールの場合には、トナーに電子を与え難くなり、例えば、帯電ロールの場合には、トナーカートリッジ運搬時などで強い衝撃を受け、感光ドラムが帯電ロールで摺擦されたときに、フッ素原子の電子吸引性により、感光ドラム上に正電荷がメモリされやすくなるためと推測される。 This is because, when the roll is surface-treated with a fluorine additive, only electron-attracting fluorine atoms appear on the roll surface. For example, in the case of a developing roll, it becomes difficult to give electrons to the toner. In the case of a roll, when the photosensitive drum is subjected to a strong impact during transportation of the toner cartridge and the photosensitive drum is rubbed with the charging roll, positive charges are easily stored on the photosensitive drum due to the electron attractive property of fluorine atoms. It is guessed.
本発明が解決しようとする課題は、長期に亘って画像の不具合が生じ難く、トナー離型性と帯電性能に優れる導電性ロールを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a conductive roll that is less prone to image defects over a long period of time and is excellent in toner releasability and charging performance.
上記課題を解決するために本発明に係る導電性ロールは、ロール最外周に、有機ポリマーを含有する最外層を備え、前記最外層の表面が、F:8原子%以上、かつ、O:25原子%以上を有することを要旨とする。 In order to solve the above problems, the conductive roll according to the present invention includes an outermost layer containing an organic polymer on the outermost periphery of the roll, and the surface of the outermost layer has an F of 8 atomic% or more and O: 25. The gist is to have at least atomic percent.
この場合、前記フッ素原子に対する前記酸素原子の原子比は、1.5〜11.5の範囲内にあることが望ましい。 In this case, the atomic ratio of the oxygen atom to the fluorine atom is preferably in the range of 1.5 to 11.5.
このとき、前記最外層の少なくとも表面部分の有機ポリマーが、式(1)に示す構造を有することが望ましい。
そして、上記導電性ロールは、前記最外層の表面に、F2ガスとO2ガスとを含有する混合ガスを接触させて得られうる。 Then, the conductive roller, said the surface of the outermost layer may be obtained by contacting the mixed gas containing the F 2 gas and O 2 gas.
本発明に係る導電性ロールは、有機ポリマーを含有するロール最外層の表面に、特定量のフッ素原子と特定量の酸素原子とを有している。そのため、トナーの離型性と帯電性能に優れる。 The conductive roll according to the present invention has a specific amount of fluorine atoms and a specific amount of oxygen atoms on the surface of a roll outermost layer containing an organic polymer. Therefore, it is excellent in toner releasability and charging performance.
これは、ロール最外層の表面に、特定量のフッ素原子とともに特定量の酸素原子が存在することにより、例えば、現像ロールの場合には、トナーに電子を与えやすくなり、トナー帯電性が向上するためと推測される。また、例えば、帯電ロールの場合には、感光ドラム上に正電荷がメモリされにくくなるためと推測される。これにより、画像の高画質化が可能となる。 This is because the presence of a specific amount of oxygen atoms together with a specific amount of fluorine atoms on the surface of the outermost layer of the roll makes it easier to give electrons to the toner, for example, in the case of a developing roll, and the toner chargeability is improved. It is presumed that. In addition, for example, in the case of a charging roll, it is presumed that positive charges are not easily stored on the photosensitive drum. As a result, the image quality can be improved.
また、本発明に係る導電性ロールは、ロール最外層の表面を分子レベルで改質するものである。そのため、ロール最外層の元の柔軟性や電気抵抗などの特性を維持しつつ、トナーの離型性と帯電性能とを向上させている。これにより、相手材である感光ドラムやトナーへのストレスを大幅に軽減するとともに、電気的なレスポンスの低下を軽減する。 Moreover, the electroconductive roll which concerns on this invention modifies the surface of a roll outermost layer on a molecular level. Therefore, the toner releasability and charging performance are improved while maintaining the original flexibility and electrical resistance of the outermost roll layer. As a result, the stress on the photosensitive drum or toner, which is the counterpart material, is greatly reduced, and the reduction in electrical response is reduced.
この場合、前記フッ素原子に対する前記酸素原子の原子比が、1.5〜11.5の範囲内にあると、上記効果に一層優れる。 In this case, when the atomic ratio of the oxygen atom to the fluorine atom is in the range of 1.5 to 11.5, the above effect is further improved.
このとき、前記最外層の少なくとも表面部分の有機ポリマーが、上記式(1)に示す構造を有すると、上記効果に一層優れる。 At this time, when the organic polymer in at least the surface portion of the outermost layer has a structure represented by the above formula (1), the above effect is further improved.
また、本発明に係る導電性ロールは、有機ポリマーを含有するロール最外層の表面に、F2ガスとO2ガスとを含有する混合ガスを接触させて得られうる。そのため、ロール最外層の表面に、特定量のフッ素原子と特定量の酸素原子とを存在させることができる。これにより、ロール最外層の元の柔軟性や電気抵抗などの特性を維持しつつ、トナーの離型性と帯電性能に優れる。 The conductive roll according to the present invention, the surface of the roll outermost layer containing an organic polymer may be obtained by contacting the mixed gas containing the F 2 gas and O 2 gas. Therefore, a specific amount of fluorine atoms and a specific amount of oxygen atoms can be present on the surface of the roll outermost layer. Thereby, it is excellent in toner releasability and charging performance while maintaining the original flexibility and electrical resistance of the outermost layer of the roll.
さらに、ロール最外層の表面を改質するために用いるF2ガスは、従来のフッ素添加剤よりも反応性に優れている。そのため、ロール最外層を形成するのに用いられる有機ポリマー材料が制限されにくく、種々の有機ポリマーを用いてロール最外層を形成し、これを改質することが可能となる。 Further, the F 2 gas used for modifying the surface of the outermost roll layer is more reactive than conventional fluorine additives. Therefore, the organic polymer material used for forming the outermost roll layer is not easily limited, and it becomes possible to form the outermost roll layer using various organic polymers and modify it.
次に、本発明の実施形態に係る導電性ロール(以下、「本ロール」ということがある。)について詳細に説明する。 Next, the conductive roll according to the embodiment of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “main roll”) will be described in detail.
本ロールは、ロール最外周に、有機ポリマーを含有する最外層を備え、この最外層の表面が、特定量のフッ素原子と特定量の酸素原子を有している。 This roll includes an outermost layer containing an organic polymer on the outermost periphery of the roll, and the surface of the outermost layer has a specific amount of fluorine atoms and a specific amount of oxygen atoms.
上記最外層の内側には、1層または2層以上の弾性層を有していても良いし、有していなくても良い。すなわち、本ロールは、上記最外層を含めて、1層または2層以上よりなるものであれば良い。 One or two or more elastic layers may or may not be provided inside the outermost layer. That is, this roll should just consist of 1 layer or 2 layers or more including the said outermost layer.
上記最外層は、ほぼロール本体を形成する程度に厚く形成されていても良いし、薄い被膜状に形成されていても良い。上記最外層や弾性層などの厚みは、本ロールの用途、本ロールを組み込む電子写真機器内部の設置スペース、電子写真機器の種類などを考慮して、適宜選択することができる。 The outermost layer may be formed thick enough to form a roll body or may be formed in a thin film. The thicknesses of the outermost layer and the elastic layer can be appropriately selected in consideration of the use of the present roll, the installation space inside the electrophotographic apparatus incorporating the present roll, the type of the electrophotographic apparatus, and the like.
本ロールにおいて、上記最外層は、有機ポリマーを主に含んでいると良い。有機ポリマーとしては、ゴムや熱可塑性エラストマー、樹脂などが挙げられる。有機ポリマーは、不飽和結合を含んでいても良いし、含んでいなくても良い。 In the present roll, the outermost layer preferably contains an organic polymer mainly. Examples of the organic polymer include rubber, thermoplastic elastomer, and resin. The organic polymer may or may not contain an unsaturated bond.
上記ゴムとしては、例えば、アクリロニトリル・ブタジエンゴム(NBR)、水素添加アクリロニトリル・ブタジエンゴム(H−NBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、エピクロルヒドリンゴム(ECO)、アクリルゴム、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、シリコーンゴム、ウレタンゴム、天然ゴムなどを例示することができる。 Examples of the rubber include acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (H-NBR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR), epichlorohydrin rubber ( Examples include ECO), acrylic rubber, chloroprene rubber (CR), butyl rubber, ethylene / propylene rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), silicone rubber, urethane rubber, and natural rubber.
これらのうち、好ましくは、アクリロニトリル・ブタジエンゴム(NBR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、エピクロルヒドリンゴム(ECO)、アクリルゴム、ウレタンゴムなどである。 Of these, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), epichlorohydrin rubber (ECO), acrylic rubber, urethane rubber, and the like are preferable.
上記熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン系熱可塑性エラストマー(SBC)、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー(TPAE)、塩ビ系熱可塑性エラストマー(TPVC)、ニトリル系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマー、塩素化ポリエチレン(CPE)、1,2−ポリブタジエン、トランス1,4−ポリイソプレン、シリコーン系熱可塑性エラストマー、塩素化エチレンコポリマー架橋体アロイ、エステルハロゲン系ポリマーアロイなどを例示することができる。 Examples of the thermoplastic elastomer include styrene thermoplastic elastomer (SBC), olefin thermoplastic elastomer (TPO), urethane thermoplastic elastomer, polyester thermoplastic elastomer, polyamide thermoplastic elastomer (TPAE), and vinyl chloride. Thermoplastic elastomer (TPVC), nitrile thermoplastic elastomer, fluorine thermoplastic elastomer, chlorinated polyethylene (CPE), 1,2-polybutadiene, trans 1,4-polyisoprene, silicone thermoplastic elastomer, chlorinated ethylene copolymer Examples include crosslinked alloy, ester halogen-based polymer alloy and the like.
これらのうち、好ましくは、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー(TPAE)、ニトリル系熱可塑性エラストマーなどである。 Of these, olefin-based thermoplastic elastomers (TPO), urethane-based thermoplastic elastomers, polyester-based thermoplastic elastomers, polyamide-based thermoplastic elastomers (TPAE), and nitrile-based thermoplastic elastomers are preferable.
上記樹脂としては、例えば、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリアミド、芳香族ポリアミド、モノマーキャストナイロン、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル、フェノール樹脂、アクリル樹脂などを例示することができる。これらの樹脂材料は、弾性に富むものが好ましい。 Examples of the resin include polyethylene, ultrahigh molecular weight polyethylene, polypropylene, polystyrene, polymethyl methacrylate, acrylonitrile-butadiene-styrene resin, polyvinyl chloride, polyurethane, polyamide, aromatic polyamide, monomer cast nylon, polyoxymethylene, Polycarbonate, polybutylene terephthalate, polyphenylene ether, polyethylene terephthalate, polyarylate, polysulfone, polyphenylene sulfide, polyether ketone, polyether imide, polyamide imide, polyether sulfone, liquid crystal polymer, polyether ether ketone, polyimide, polybenzimidazole, poly Tetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, te La fluoroethylene - ethylene copolymer, tetrafluoroethylene - hexafluoropropylene copolymer, polyvinylidene fluoride, epoxy resin, silicone resin, unsaturated polyester, phenolic resin, and the like can be exemplified acrylic resin. These resin materials are preferably rich in elasticity.
これらのうち、好ましくは、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステルなどである。 Of these, acrylic resin, polyurethane, polyamide, polycarbonate, polyetherimide, polyamideimide, polyethersulfone, epoxy resin, unsaturated polyester, and the like are preferable.
上記最外層は、上記ゴム、上記熱可塑性エラストマー、および、上記樹脂のうち、1種または2種以上含まれていても良い。2種以上の組み合わせとしては、上記ゴムのうちの2種以上、上記熱可塑性エラストマーのうちの2種以上、または、上記樹脂のうちの2種以上であっても良いし、上記ゴム、上記熱可塑性エラストマー、および、上記樹脂から選択された2種以上であっても良い。 The outermost layer may include one or more of the rubber, the thermoplastic elastomer, and the resin. The combination of two or more may be two or more of the rubbers, two or more of the thermoplastic elastomers, or two or more of the resins, or the rubber, the heat Two or more kinds selected from a plastic elastomer and the above resin may be used.
上記最外層中には、必要に応じて、導電剤、充填剤、増量剤、補強剤、活性剤、加工助剤、加硫促進剤、加硫剤、酸化防止剤、可塑剤、着色剤、紫外線吸収剤、発泡剤などの各種添加剤が1種または2種以上含まれていても良い。 In the outermost layer, a conductive agent, a filler, an extender, a reinforcing agent, an activator, a processing aid, a vulcanization accelerator, a vulcanizing agent, an antioxidant, a plasticizer, a colorant, One or more additives such as an ultraviolet absorber and a foaming agent may be contained.
これら添加剤のうち、導電剤としては、カーボンブラック、金属、金属酸化物などの電子導電剤や、4級アンモニウム塩などのイオン導電剤を例示することができる。添加する導電剤の種類やその添加量は、現像ロールや帯電ロールなどといった用いられる部材に応じて、その体積抵抗などを調整すべく、適宜選択すれば良い。 Among these additives, examples of the conductive agent include electronic conductive agents such as carbon black, metal, and metal oxide, and ionic conductive agents such as quaternary ammonium salts. The type of conductive agent to be added and the amount of the conductive agent to be added may be appropriately selected in order to adjust the volume resistance or the like according to the member used such as a developing roll or a charging roll.
上記添加剤の割合は、各種の添加剤がその目的を達することができるように、従来知られる配合割合を適宜採用することができる。 As the proportion of the additive, conventionally known blending proportions can be appropriately adopted so that various additives can achieve their purpose.
上記最外層の下層に弾性層を有する場合、弾性層の材料は、特に限定されない。例えば、上記添加剤の任意の種類を任意の量で含有する、上記有機ポリマーの任意の種類のものを例示することができる。弾性層を複数有する場合には、各弾性層は、同一の材料・組成であっても良いし、異なる材料・組成であっても良い。 When the elastic layer is provided in the lower layer of the outermost layer, the material of the elastic layer is not particularly limited. For example, any kind of the organic polymer containing any kind of the additive in any amount can be exemplified. When a plurality of elastic layers are provided, each elastic layer may be the same material / composition, or may be a different material / composition.
ここで、上記最外層は、その表面が、フッ素原子を8原子%以上、かつ、酸素原子を25原子%以上を有していると良い。 Here, the surface of the outermost layer preferably has 8 atomic% or more of fluorine atoms and 25 atomic% or more of oxygen atoms.
上記最外層の表面に特定量のフッ素原子を存在させるのは、フッ素原子が表面を覆うことにより、本ロールのトナー離型性を高めるためである。また、フッ素原子とともに酸素原子を特定量存在させるのは、例えば、本ロールが現像ロールの場合には、トナーに電子を与えやすくして、トナー離型性とともに、本ロールのトナー帯電性を高めるためである。 The reason why a specific amount of fluorine atoms is present on the surface of the outermost layer is to improve the toner releasability of the roll by covering the surface with fluorine atoms. In addition, the presence of a specific amount of oxygen atoms together with fluorine atoms is because, for example, when the main roll is a developing roll, it is easy to give electrons to the toner, and the toner chargeability of the main roll is improved along with the toner releasability. Because.
すなわち、フッ素原子は電子吸引性が高いため、表面にフッ素原子を存在させると、トナーに電子を与えにくくなる。そのため、フッ素原子とは帯電性が逆の酸素原子を表面に存在させることで、トナーに電子を与えにくくなる問題を解消して、トナーをマイナスに帯電しやすくしている。 That is, since fluorine atoms have high electron withdrawing properties, if fluorine atoms are present on the surface, it becomes difficult to give electrons to the toner. For this reason, the presence of oxygen atoms on the surface opposite to the chargeability of fluorine atoms solves the problem that it is difficult to give electrons to the toner and makes it easier to charge the toner negatively.
また、例えば、本ロールが帯電ロールの場合には、感光ドラム上に正電荷をメモリされにくくするためである。すなわち、フッ素原子とは帯電性が逆の酸素原子を表面に存在させることで、トナーカートリッジ運搬時などで強い衝撃を受け、感光ドラムが帯電ロールで摺擦されたときに、フッ素原子の電子吸引性により感光ドラム上に正電荷がメモリされるのを抑えるためである。 Further, for example, when the main roll is a charging roll, it is difficult to store positive charges on the photosensitive drum. In other words, the presence of oxygen atoms on the surface opposite to the fluorine atoms makes it possible to attract the fluorine atoms when the photosensitive drum is rubbed with the charging roll when subjected to a strong impact when the toner cartridge is transported. This is to prevent positive charges from being stored on the photosensitive drum due to the property.
表面原子量を上記のように規定しているのは、フッ素原子が8原子%未満では、ロール最外層の表面におけるフッ素原子の量が少ないので、本ロールのトナー離型性が低下しやすくなるからである。一方、酸素原子が25原子%未満では、ロール最外層の表面における酸素原子の量が少ないので、トナーに電子を与えやすくする効果や、感光ドラム上に正電荷がメモリされるのを抑える効果などが低下しやすくなるからである。 The reason why the surface atomic weight is defined as described above is that when the fluorine atom is less than 8 atomic%, the amount of fluorine atom on the surface of the outermost layer of the roll is small, so that the toner releasability of the roll tends to be lowered. It is. On the other hand, when the oxygen atom is less than 25 atomic%, the amount of oxygen atom on the surface of the outermost roll layer is small, so that it is easy to give electrons to the toner, and the effect of suppressing positive charge from being stored on the photosensitive drum. It is because it becomes easy to fall.
一方、上記最外層の表面において、フッ素原子量の上限としては、30原子%以下とするのが好ましい。30原子%を超えると、トナーがマイナスに帯電しにくくなるからである。また、感光ドラム上に正電荷がメモリされやすくなるからである。より好ましくは、25原子%以下である。また、酸素原子量の上限としては、50原子%以下とするのが好ましい。50原子%を超えると、トナー離型性が低下しやすくなるからである。より好ましくは、45原子%以下である。 On the other hand, on the surface of the outermost layer, the upper limit of the fluorine atomic weight is preferably 30 atomic% or less. This is because if it exceeds 30 atomic%, the toner is difficult to be negatively charged. This is also because positive charges are easily stored on the photosensitive drum. More preferably, it is 25 atomic% or less. Moreover, as an upper limit of oxygen atomic weight, it is preferable to set it as 50 atomic% or less. This is because if it exceeds 50 atomic%, the toner releasability tends to be lowered. More preferably, it is 45 atomic% or less.
この際、フッ素原子に対する酸素原子の原子比は、1.5〜11.5の範囲内にあることが好ましい。トナー離型性と帯電性能とがともに向上しやすいからである。より好ましくは、下限としては、上記原子比が1.5となることであり、上限としては、上記原子比が3.6となることである。 Under the present circumstances, it is preferable that the atomic ratio of the oxygen atom with respect to a fluorine atom exists in the range of 1.5-11.5. This is because both toner releasability and charging performance are easily improved. More preferably, the lower limit is that the atomic ratio is 1.5, and the upper limit is that the atomic ratio is 3.6.
本ロールの表面組成は、X線光電子分光法(XPS)や赤外分光法(IR)などにより分析可能である。 The surface composition of this roll can be analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), infrared spectroscopy (IR), or the like.
本ロールにおいて、上記最外層の表面に、特定量のフッ素原子と特定量の酸素原子とを存在させるには、例えば、上記最外層の表面に、F2ガスとO2ガスとを含有する混合ガスを接触させると良い。 In this roll, in order to allow a specific amount of fluorine atoms and a specific amount of oxygen atoms to exist on the surface of the outermost layer, for example, a mixture containing F 2 gas and O 2 gas on the surface of the outermost layer. It is good to make gas contact.
上記最外層の表面に上記混合ガスを接触させるには、上記最外層を有するロールを処理容器内に置いた状態で、この処理容器内にF2ガスとO2ガスとを含有する混合ガスを導入しても良いし、O2ガスを含有するガスとF2ガスを含有するガスとを別々に導入しても良い。すなわち、表面処理時に、F2ガスとO2ガスとを含有する混合ガスに接触されていれば良い。F2ガスとO2ガスとを含有する混合ガス、O2ガスを含有するガス、および、F2ガスを含有するガスには、N2ガスやArガス、Heガスなどの不活性ガスを希釈ガスとして含んでいても良い。 In order to bring the mixed gas into contact with the surface of the outermost layer, a mixed gas containing F 2 gas and O 2 gas is placed in the processing container with the roll having the outermost layer placed in the processing container. The gas containing O 2 gas and the gas containing F 2 gas may be introduced separately. That is, it is only necessary to be in contact with a mixed gas containing F 2 gas and O 2 gas during the surface treatment. Inert gas such as N 2 gas, Ar gas, and He gas is diluted in mixed gas containing F 2 gas and O 2 gas, gas containing O 2 gas, and gas containing F 2 gas It may be included as a gas.
ガスを導入する処理容器は、密閉式でも良いし、非密閉式でも良い。密閉式の処理容器には、常圧、減圧、加圧のいずれの状態でガスを導入しても良いし、ガスを導入することで、常圧、減圧、加圧のいずれの状態になっていても良い。非密閉式の処理容器には、上記混合ガスなどをフローしながら接触させることもできる。 The processing container into which the gas is introduced may be hermetically sealed or non-sealed. Gas may be introduced into the sealed processing container in any state of normal pressure, reduced pressure, and increased pressure, and any state of normal pressure, reduced pressure, and increased pressure is introduced by introducing the gas. May be. The non-sealed processing container can be brought into contact with the above mixed gas while flowing.
上記最外層の表面に接触させる混合ガスにおいて、F2ガス濃度は、下限としては、好ましくは、3vol%以上、より好ましくは、5vol%以上にすると良い。上記最外層の表面に、特定量のフッ素原子を確実に存在させることができるからである。一方、上限としては、取り扱いの安全性などの観点から、好ましくは、50vol%以下、より好ましくは、30vol%以下にすると良い。 In the mixed gas brought into contact with the surface of the outermost layer, the F 2 gas concentration is preferably 3 vol% or more, more preferably 5 vol% or more as a lower limit. This is because a specific amount of fluorine atoms can surely exist on the surface of the outermost layer. On the other hand, the upper limit is preferably 50 vol% or less, more preferably 30 vol% or less, from the viewpoint of handling safety.
O2ガス濃度は、下限としては、好ましくは、20vol%以上、より好ましくは、30vol%以上にすると良い。上記最外層の表面に、特定量の酸素原子を確実に存在させることができるからである。一方、上限としては、F2ガスを存在させる必要性などから、好ましくは、97vol%以下、より好ましくは、95vol%以下にすると良い。 The lower limit of the O 2 gas concentration is preferably 20 vol% or more, more preferably 30 vol% or more. This is because a specific amount of oxygen atoms can surely exist on the surface of the outermost layer. On the other hand, the upper limit is preferably 97 vol% or less, more preferably 95 vol% or less, because of the necessity of the presence of F 2 gas.
上記混合ガスにおいて、F2ガスに対するO2ガスの量は特に限定されるものではないが、好ましくは、F2ガスよりもO2ガスの量が多いと良い。F2ガスとともにO2ガスを高濃度で存在させることで、従来の導電性ロールよりも表面O濃度が高くなるからである。このように、表面O濃度を高くすることで、本ロールのトナー離型性を確保しつつ、帯電性能をさらに向上させる効果を発揮するからである。 In the mixed gas, it is not particularly limited amount of O 2 gas to the F 2 gas, preferably, may F 2 amount of O 2 gas is greater than the gas. This is because the surface O concentration becomes higher than that of the conventional conductive roll by allowing the O 2 gas to be present at a high concentration together with the F 2 gas. Thus, by increasing the surface O concentration, the effect of further improving the charging performance can be exhibited while ensuring the toner releasability of the roll.
このとき、F2ガスに対するO2ガスの体積比の好ましい範囲は、上限値としては、例えば、98/2、95/5、90/10などを例示することができる。一方、上限値と組み合わせ可能な下限値としては、例えば、70/30、60/40、55/45などを例示することができる。 In this case, the preferred range of the volume ratio of O 2 gas to the F 2 gas, the upper limit value, for example, can be exemplified a 98/2, 95 / 5,90 / 10. On the other hand, examples of the lower limit value that can be combined with the upper limit value include 70/30, 60/40, and 55/45.
上記最外層の表面に混合ガスを接触させる処理は、基本的には常温付近で行なうことができるが、必要に応じて処理温度を適宜調節しても良い。具体的には、例えば、0〜200℃の範囲内とするのが好ましい。より好ましくは、室温〜100℃の範囲内である。さらに好ましくは、室温〜60℃の範囲内である。なお、処理温度を過度に高くし過ぎると、表面にひび割れが生じるなどの表面性の悪化などの傾向が見られる。したがって、この点に留意して処理温度を選択すると良い。 The treatment of bringing the mixed gas into contact with the surface of the outermost layer can basically be performed at around room temperature, but the treatment temperature may be appropriately adjusted as necessary. Specifically, for example, the temperature is preferably in the range of 0 to 200 ° C. More preferably, it is in the range of room temperature to 100 ° C. More preferably, it is in the range of room temperature to 60 ° C. In addition, when process temperature is made too high, the tendency of surface property deterioration, such as a crack arising in the surface, is seen. Therefore, it is preferable to select the processing temperature with this point in mind.
この際、処理時間としては、上記混合ガス中のF2ガス濃度およびO2ガス濃度などによっても異なるが、1秒〜数日の範囲で適宜選択することができる。もっとも、処理時間が過度に長くなると、ロールの生産効率が低下するなどの傾向が見られる。一方、処理時間が過度に短くなると、上記最外層の表面の有機ポリマーとの反応が十分でなくなるなどの傾向が見られる。したがって、これらに留意して、処理時間を選択すると良い。生産性と反応性とを考慮すると、好ましくは、1分〜数時間の範囲内にあると良い。より好ましくは、1分〜1時間の範囲内にあると良い。 At this time, the treatment time can be appropriately selected within a range of 1 second to several days, although it varies depending on the F 2 gas concentration and the O 2 gas concentration in the mixed gas. However, when the treatment time is excessively long, there is a tendency for the production efficiency of the roll to decrease. On the other hand, when the treatment time is excessively short, there is a tendency that the reaction with the organic polymer on the surface of the outermost layer becomes insufficient. Therefore, it is preferable to select the processing time in consideration of these. Considering productivity and reactivity, it is preferably in the range of 1 minute to several hours. More preferably, it is in the range of 1 minute to 1 hour.
F2ガスとO2ガスとを含有する混合ガスで処理された本ロールは、その最外層の表面に、種々の結合形態のフッ素原子および酸素原子が存在する。このとき、上記有機ポリマーを含有する最外層の少なくとも表面部分の有機ポリマーは、炭素−フッ素結合や、炭素−酸素結合を有していると良い。また、本ロールにおいては、特に、少なくとも表面部分の有機ポリマーに、下記式(1)に示す構造を有していることが好ましい。 The present roll treated with a mixed gas containing F 2 gas and O 2 gas has fluorine atoms and oxygen atoms in various bond forms on the surface of the outermost layer. At this time, the organic polymer in at least the surface portion of the outermost layer containing the organic polymer preferably has a carbon-fluorine bond or a carbon-oxygen bond. Further, in the present roll, it is particularly preferable that at least the organic polymer in the surface portion has a structure represented by the following formula (1).
上記式(1)に示す構造は、ロール最外層を、F2ガスとO2ガスとを含有する混合ガスで処理したときに、特に形成されやすい。すなわち、上記(1)に示す構造を有しているロールは、ロール最外層を、F2ガスとO2ガスとを含有する混合ガスで処理されたものであると推認しやすい。 The structure represented by the above formula (1) is particularly easily formed when the roll outermost layer is treated with a mixed gas containing F 2 gas and O 2 gas. That is, it is easy to infer that the roll having the structure shown in the above (1) is obtained by treating the outermost layer of the roll with a mixed gas containing F 2 gas and O 2 gas.
表面部分およびその他の部分の有機ポリマーが、炭素−フッ素結合や、炭素−酸素結合を有していることや、上記式(1)に示す構造を有していることは、ロール表面などを、X線光電子分光法(XPS)や、赤外分光法(IR)などにより分析すれば、確認することができる。 The organic polymer of the surface part and other parts has a carbon-fluorine bond, a carbon-oxygen bond, or a structure represented by the above formula (1), This can be confirmed by analysis by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), infrared spectroscopy (IR), or the like.
なお、上記式(1)に示す構造は、ロール最外層の表面部分のみでなく、ロール最外層の内部にも存在していても良い。この場合、上記構造の存在状態については、特に限定されるものではない。例えば、最外層表面から内部に向かって、上記構造の存在割合が減少または増大するように傾斜して分布していても良いし、最外層表面から内部に一定距離に亘り、ほぼ同じ存在割合で分布していても良い。 The structure shown in the above formula (1) may exist not only in the surface portion of the outermost roll layer but also in the outermost roll layer. In this case, the existence state of the structure is not particularly limited. For example, the structure may be distributed in an inclined manner so that the existence ratio of the structure decreases or increases from the outermost layer surface to the inside, or at almost the same existence ratio over a certain distance from the outermost layer surface to the inside. It may be distributed.
上記する本ロールは、例えば、電子写真機器などの現像ロール、帯電ロール、トナー供給ロール、転写ロールなどの導電性ロールとして好適に用いることができる。 The main roll described above can be suitably used as a conductive roll such as a developing roll such as an electrophotographic apparatus, a charging roll, a toner supply roll, and a transfer roll.
本ロールにおいて、上記混合ガスを接触させる前の最外層を形成する方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、任意に接着剤などのプライマーを塗布した導電性シャフトの表面に、上述した有機ポリマー材料を押出成形する方法、上記導電性シャフトをセットした金型内に、上述した有機ポリマー材料を射出し、加熱・加硫させた後、脱型する方法などを例示することができる。 In this roll, a known method can be used as a method of forming the outermost layer before contacting the mixed gas. For example, a method of extruding the above-described organic polymer material on the surface of a conductive shaft optionally coated with a primer such as an adhesive, and the above-described organic polymer material is injected into a mold in which the conductive shaft is set. Examples of the method include demolding after heating and vulcanization.
この際、最外層の下層に弾性層を形成する場合には、上記導電性シャフトの外周に上述した弾性層材料を1層または2層以上押出成形または射出成形した後、最外周の弾性層表面に、ロールコーティング法、ディッピングコート法、スプレーコート法などにより有機ポリマー材料を塗工し、乾燥、架橋させるなどすれば良い。 At this time, when an elastic layer is formed in the lowermost layer of the outermost layer, one or more elastic layer materials described above are extruded or injection-molded on the outer periphery of the conductive shaft, and then the outermost elastic layer surface is formed. In addition, an organic polymer material may be applied by a roll coating method, a dipping coating method, a spray coating method, or the like, dried, and crosslinked.
最外層は、上記混合ガスにより表面処理される前に、フッ素添加剤などにより処理されたものであっても良い。 The outermost layer may be treated with a fluorine additive or the like before being surface-treated with the mixed gas.
フッ素添加剤としては、例えば、フルオロ基またはフルオロアルキル基とシラノール基とを含有するフッ素化合物や、フルオロ基またはフルオロアルキル基とアクリル基とを含有するフッ素化合物などを例示することができる。 Examples of the fluorine additive include a fluorine compound containing a fluoro group or a fluoroalkyl group and a silanol group, and a fluorine compound containing a fluoro group or a fluoroalkyl group and an acrylic group.
具体的には、例えば、大日本インキ化学工業(株)製「メガファックF−443」、日本油脂製「モディパーF−600」などを例示することができる。 Specifically, for example, “Megafac F-443” manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., “Modiper F-600” manufactured by Nippon Oil & Fats can be exemplified.
上記フッ素添加剤は、そのままの状態で用いても良いし、溶剤などに溶解させて溶液とした状態で用いても良い。溶液の場合の濃度は、添加量やハンドリングしやすさなどを考慮し、適宜選択することができる。表面処理する方法としては、最外層をフッ素添加剤またはこれを含む溶液中に浸漬する方法、最外層を形成する塗料にフッ素添加剤またはこれを含む溶液を混合して、塗布または吹き付けする方法などを用いることができる。さらに、処理温度としては、フッ素添加剤の性状に応じて、常温または好適な温度とすることができ、適宜選択することができる。 The fluorine additive may be used as it is, or may be used in the form of a solution by dissolving in a solvent or the like. The concentration in the case of a solution can be appropriately selected in consideration of the amount added and ease of handling. As a method of surface treatment, a method of immersing the outermost layer in a fluorine additive or a solution containing the same, a method of mixing or coating or spraying a fluorine additive or a solution containing the same with a paint forming the outermost layer, etc. Can be used. Furthermore, the treatment temperature can be set to room temperature or a suitable temperature according to the properties of the fluorine additive, and can be appropriately selected.
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。なお、以下では、本発明を現像ロール、帯電ロールに適用した場合について例示する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples. Hereinafter, the case where the present invention is applied to a developing roll and a charging roll will be exemplified.
<現像ロール>
(ゴム組成物の調製)
ニトリルゴム(NBR)(日本ゼオン(株)製、「ニポールDN401」)100重量部と、ステアリン酸(花王(株)製、「ルナックS−30」0.5重量部と、カーボンブラック(キャボット・ジャパン(株)製、「ショウブラックN220」)40重量部と、酸化亜鉛(ZnO)5重量部と、スルフェンアミド系加硫促進剤(大内新興化学(株)製、「ノクセラーCZ−G」)1重量部と、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤(大内新興化学(株)製、「ノクセラーBZ−P」)0.5重量部と、粉末硫黄1重量部とを、ニーダーでゴム練りすることにより、ゴム組成物<1>を調製した。
<Development roll>
(Preparation of rubber composition)
100 parts by weight of nitrile rubber (NBR) (manufactured by Zeon Corporation, “Nipol DN401”), 0.5 parts by weight of stearic acid (manufactured by Kao Corporation, “Lunac S-30”), carbon black (Cabot 40 parts by weight of “Show Black N220” manufactured by Japan Co., Ltd., 5 parts by weight of zinc oxide (ZnO), and sulfenamide-based vulcanization accelerator (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., “Noxeller CZ-G”) ") 1 part by weight, dithiocarbamate vulcanization accelerator (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.," Noxeller BZ-P ") 0.5 part by weight, powdered sulfur 1 part by weight, rubber with a kneader By kneading, a rubber composition <1> was prepared.
(表層塗料の調製)
アクリルゴム(日本ゼオン(株)製、「ニポールAR32」)100重量部と、カーボンブラック(三菱化学(株)製、「MA−220」)20重量部と、メチルエチルケトン(MEK)880重量部とを、ロールを用いて混練して、表層塗料<1>を調製した。
(Preparation of surface coating)
100 parts by weight of acrylic rubber (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., “NIPOL AR32”), 20 parts by weight of carbon black (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, “MA-220”), and 880 parts by weight of methyl ethyl ketone (MEK) The surface coating material <1> was prepared by kneading using a roll.
ウレタンエラストマー(日本ポリウレタン工業(株)製、「ミラクトランXN−2001」)100重量部と、カーボンブラック(三菱化学(株)製、「MA−220」)20重量部と、メチルエチルケトン(MEK)880重量部とを、ロールを用いて混練して、表層塗料<2>を調製した。 100 parts by weight of urethane elastomer (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., “Milactolan XN-2001”), 20 parts by weight of carbon black (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., “MA-220”), and 880 weights of methyl ethyl ketone (MEK) Part was kneaded using a roll to prepare surface coating <2>.
上記表層塗料<1>の調製において、さらに、フッ素添加剤(大日本インキ化学工業(株)製「メガファックF−443」)3重量部を添加した点以外は、上記表層塗料<1>の調製と同様にして、表層塗料<3>を調製した。 In the preparation of the surface coating material <1>, except that 3 parts by weight of a fluorine additive (“Megafac F-443” manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) was further added, Surface coating <3> was prepared in the same manner as the preparation.
上記表層塗料<1>の調製において、さらに、フッ素添加剤(大日本インキ化学工業(株)製「メガファックF−443」)0.5重量部を添加した点以外は、上記表層塗料<1>の調製と同様にして、表層塗料<4>を調製した。 In the preparation of the above surface coating <1>, the surface coating <1 except that 0.5 parts by weight of a fluorine additive (“Megafac F-443” manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) was further added. > The surface coating material <4> was prepared in the same manner as the preparation of>.
上記表層塗料<1>の調製において、さらに、フッ素添加剤(大日本インキ化学工業(株)製「メガファックF−443」)1重量部を添加した点以外は、上記表層塗料<1>の調製と同様にして、表層塗料<5>を調製した。 In the preparation of the surface coating material <1>, except that 1 part by weight of a fluorine additive (“Megafac F-443” manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) was further added, Surface coating <5> was prepared in the same manner as the preparation.
(現像ロールの作製)
(実施例1G)
接着剤を塗布した金属製シャフト(直径6mm)を金型内にセットした後、上記ゴム組成物<1>を金型内に射出し、160℃で30分加熱し硬化させた後、脱型して、導電性シャフトの外周に、ゴム層(厚み4mm)を1層形成した。次いで、このゴム層の上に、上記表層塗料<1>を塗布し、120℃×30分で乾燥させて、表層(厚み20μm)を形成したロール体を準備した。
(Preparation of developing roll)
(Example 1G)
After setting a metal shaft (diameter 6 mm) coated with an adhesive in the mold, the rubber composition <1> is injected into the mold, heated at 160 ° C. for 30 minutes and cured, and then demolded. Then, one rubber layer (thickness 4 mm) was formed on the outer periphery of the conductive shaft. Next, the surface layer paint <1> was applied on the rubber layer and dried at 120 ° C. for 30 minutes to prepare a roll body having a surface layer (thickness 20 μm).
次いで、上記ロール体を密閉処理容器内に配置して、処理容器を数100Pa以下に減圧した後、窒素ガスを導入し、処理容器内のガスを置換した。その後、25℃の条件下にて、処理容器内のガス混合比率が、F2ガス濃度20vol%、O2ガス濃度80vol%となるようにガスを導入し、上記ロール体に、混合ガスを5分間接触させた。次いで、処理容器から未反応の混合ガスを排出し、処理容器内から取り出して、実施例1Gに係る現像ロールを作製した。 Next, the roll body was placed in a hermetically sealed processing container, and the processing container was depressurized to several hundred Pa or less, and then nitrogen gas was introduced to replace the gas in the processing container. Thereafter, under the condition of 25 ° C., the gas is introduced so that the gas mixing ratio in the processing container becomes the F 2 gas concentration of 20 vol% and the O 2 gas concentration of 80 vol%. Touched for a minute. Next, the unreacted mixed gas was discharged from the processing container and taken out from the processing container to produce a developing roll according to Example 1G.
(実施例2G〜7G)
表1に示す各処理条件にて、実施例1Gと同様にして、ロール体に混合ガスを接触させて、実施例2G〜7Gに係る現像ロールを作製した。
(Examples 2G-7G)
Under the respective processing conditions shown in Table 1, in the same manner as in Example 1G, a mixed gas was brought into contact with the roll body to produce developing rolls according to Examples 2G to 7G.
(実施例8G)
実施例1Gのロール体の準備において、表層塗料<1>に代えて表層塗料<3>を用いた点以外は、実施例1Gと同様にして、ロール体を準備した。その後、表1に示す処理条件にて、実施例1Gと同様にして、ロール体に混合ガスを接触させて、実施例8Gに係る現像ロールを作製した。
(実施例9G)
実施例1Gのロール体の準備において、ゴム層の上に表層塗料を塗布しなかった点以外は、実施例1Gと同様にして、ロール体を準備した。その後、表1に示す処理条件にて、実施例1Gと同様にして、ロール体に混合ガスを接触させて、実施例9Gに係る現像ロールを作製した。
(Example 8G)
In preparing the roll body of Example 1G, a roll body was prepared in the same manner as in Example 1G, except that the surface layer paint <3> was used instead of the surface layer paint <1>. Thereafter, a mixed roll was brought into contact with the roll body under the processing conditions shown in Table 1 in the same manner as in Example 1G to produce a developing roll according to Example 8G.
(Example 9G)
In the preparation of the roll body of Example 1G, a roll body was prepared in the same manner as in Example 1G, except that the surface layer paint was not applied on the rubber layer. Thereafter, under the processing conditions shown in Table 1, a mixed gas was brought into contact with the roll body in the same manner as in Example 1G to produce a developing roll according to Example 9G.
(実施例10G)
実施例1Gのロール体の準備において、表層塗料<1>に代えて表層塗料<2>を用いた点以外は、実施例1Gと同様にして、ロール体を準備した。その後、表1に示す処理条件にて、実施例1Gと同様にして、ロール体に混合ガスを接触させて、実施例10Gに係る現像ロールを作製した。
(Example 10G)
In preparing the roll body of Example 1G, a roll body was prepared in the same manner as in Example 1G, except that the surface layer paint <2> was used instead of the surface layer paint <1>. Thereafter, under the processing conditions shown in Table 1, a mixed gas was brought into contact with the roll body in the same manner as in Example 1G to produce a developing roll according to Example 10G.
(比較例1G)
実施例1Gにおいて、O2ガスを含まない混合ガス(F2ガスとN2ガスとの混合ガス)を接触させたこと以外は、実施例1Gと同様にして、比較例1Gに係る現像ロールを作製した。
(Comparative Example 1G)
In Example 1G, the developing roll according to Comparative Example 1G was prepared in the same manner as Example 1G, except that a mixed gas not containing O 2 gas (mixed gas of F 2 gas and N 2 gas) was contacted. Produced.
(比較例2G)
実施例1Gにおいて、F2ガス濃度の低い混合ガスを接触させたこと以外は、実施例1Gと同様にして、比較例2Gに係る現像ロールを作製した。
(Comparative Example 2G)
A developing roll according to Comparative Example 2G was produced in the same manner as in Example 1G, except that in Example 1G, a mixed gas having a low F 2 gas concentration was contacted.
(比較例3G)
実施例1Gにおいて、F2ガスとO2ガスとを含有する混合ガスを接触させないこと以外は、実施例1Gと同様にして、比較例3Gに係る現像ロールを作製した。
(Comparative Example 3G)
In Example 1G, a developing roll according to Comparative Example 3G was produced in the same manner as Example 1G, except that the mixed gas containing F 2 gas and O 2 gas was not brought into contact.
(比較例4G)
実施例1Gのロール体の準備において、表層塗料<1>に代えて表層塗料<4>を用いた点以外は、実施例1Gと同様にして、ロール体を準備した。その後、F2ガスとO2ガスとを含有する混合ガスを導入しないで、比較例4Gに係る現像ロールとした。
(Comparative Example 4G)
In preparing the roll body of Example 1G, a roll body was prepared in the same manner as in Example 1G, except that the surface layer paint <4> was used instead of the surface layer paint <1>. Thereafter, a developing roll according to Comparative Example 4G was obtained without introducing a mixed gas containing F 2 gas and O 2 gas.
(比較例5G)
実施例1Gのロール体の準備において、表層塗料<1>に代えて表層塗料<5>を用いた点以外は、実施例1Gと同様にして、ロール体を準備した。その後、F2ガスとO2ガスとを含有する混合ガスを導入しないで、比較例5Gに係る現像ロールとした。
(Comparative Example 5G)
In the preparation of the roll body of Example 1G, a roll body was prepared in the same manner as in Example 1G, except that the surface layer paint <5> was used instead of the surface layer paint <1>. Thereafter, a developing roll according to Comparative Example 5G was obtained without introducing a mixed gas containing F 2 gas and O 2 gas.
(比較例6G)
実施例1Gのロール体の準備において、表層塗料<1>に代えて表層塗料<3>を用いた点以外は、実施例1Gと同様にして、ロール体を準備した。その後、F2ガスとO2ガスとを含有する混合ガスを導入しないで、比較例6Gに係る現像ロールとした。
(Comparative Example 6G)
In preparing the roll body of Example 1G, a roll body was prepared in the same manner as in Example 1G, except that the surface layer paint <3> was used instead of the surface layer paint <1>. Thereafter, a developing roll according to Comparative Example 6G was obtained without introducing a mixed gas containing F 2 gas and O 2 gas.
(比較例7G)
実施例9Gにおいて、F2ガスとO2ガスとを含有する混合ガスを接触させないこと以外は、実施例9Gと同様にして、比較例7Gに係る現像ロールを作製した。
(Comparative Example 7G)
In Example 9G, a developing roll according to Comparative Example 7G was produced in the same manner as Example 9G, except that the mixed gas containing F 2 gas and O 2 gas was not contacted.
(比較例8G)
実施例10Gにおいて、F2ガスとO2ガスとを含有する混合ガスを接触させないこと以外は、実施例10Gと同様にして、比較例8Gに係る現像ロールを作製した。
(Comparative Example 8G)
In Example 10G, a developing roll according to Comparative Example 8G was produced in the same manner as Example 10G, except that the mixed gas containing F 2 gas and O 2 gas was not contacted.
(実施例に係る現像ロールの表面構造)
上記作製した各実施例に係る現像ロールについて、その表面構造を、XPSおよびIRにて調べた。その結果、いずれの実施例に係る現像ロールについても、表面部分の有機ポリマー(ゴム、樹脂)が、上記式(1)の構造を有していることが確認できた。
(Surface structure of developing roll according to example)
About the developing roll which concerns on each produced said Example, the surface structure was investigated by XPS and IR. As a result, it was confirmed that the organic polymer (rubber, resin) in the surface portion of the developing roll according to any of the examples had the structure of the above formula (1).
(各現像ロールの評価)
実施例および比較例に係る各現像ロールについて、以下の6項目について評価を行なった。
(Evaluation of each developing roll)
The following six items were evaluated for each developing roll according to Examples and Comparative Examples.
<表面原子濃度の測定>
ESCAシステム(PHI5600システム、アルバックファイ社製)を用いて、以下の測定条件により、各現像ロールの表面F濃度および表面O濃度を測定した。すなわち、Alモノクロメータ(14kV、150W)を使用してX線を照射し、電子中和銃により帯電補正を行ないながら、測定領域:φ800μm、光電子取り出し角:45deg、解像度187.85passenergy、0.8eV/step、20time/stepの条件で測定を行なった。
<Measurement of surface atom concentration>
Using an ESCA system (PHI5600 system, manufactured by ULVAC-PHI), the surface F concentration and surface O concentration of each developing roll were measured under the following measurement conditions. That is, while irradiating with X-rays using an Al monochromator (14 kV, 150 W) and correcting for charging with an electron neutralizing gun, measurement area: φ800 μm, photoelectron extraction angle: 45 deg, resolution 187.85 passenery, 0.8 eV The measurement was performed under the conditions of / step and 20 time / step.
<トナー帯電性>
各現像ロールを、市販のカラーレーザープリンター(キヤノン(株)製、「LBP−2510」)に組み込み、20℃×50%RHの環境下で、現像ロール10回転後のロール上のトナー帯電量を測定した。なお、上記プリンタにおいて、トナー薄層化ブレードはウレタンゴム製のものを、トナー供給ロールは導電性ウレタンスポンジ製のものを、トナーは負帯電トナーを、装着した。
<Toner chargeability>
Each developing roll is incorporated into a commercially available color laser printer ("LBP-2510" manufactured by Canon Inc.), and the toner charge amount on the roll after 10 rotations of the developing roll is measured in an environment of 20 ° C x 50% RH. It was measured. In the printer, the toner thinning blade was made of urethane rubber, the toner supply roll was made of conductive urethane sponge, and the toner was negatively charged toner.
<画像濃度>
各現像ロールを、市販のカラーレーザープリンター(キヤノン(株)製、「LBP−2510」)に組み込み、20℃×50%RHの環境下で、画像出しを行ない、べた黒画像における濃度をマクベス濃度計を用いて測定した。その結果、濃度が1.2以上のものを合格とした。このうち、1.2〜1.4のものを良好「○」とし、1.4を超えるものを特に優れる「◎」とした。一方、濃度が1.2未満のものを不合格「×」とした。
<Image density>
Each developing roll is incorporated in a commercially available color laser printer (manufactured by Canon Inc., “LBP-2510”), and images are taken out in an environment of 20 ° C. × 50% RH, and the density in a solid black image is set to the Macbeth density. Measured using a meter. As a result, those having a density of 1.2 or more were accepted. Among these, those with 1.2 to 1.4 were evaluated as good “◯”, and those exceeding 1.4 were evaluated as “Excellent”. On the other hand, a sample having a density of less than 1.2 was regarded as “failed”.
<耐久後トナー付着性>
各現像ロールを、市販のカラーレーザープリンター(キヤノン(株)製、「LBP−2510」)に組み込み、20℃×50%RHの環境下で、画像出しを通紙1000枚(A4サイズ)行ない、その後のローラ外観を確認した。すなわち、耐久評価後に、画像の乱れがなかった場合を合格とした。このうち、ロール表面上にトナーがほとんどのらない場合を特に優れる「◎」とし、ロール表面上にトナーがわずかに付着するものを良好「○」とした。一方、ロール表面上にトナーが付着しており、画像にその付着むらが生じた場合を不合格「×」とした。
<Toner adhesion after endurance>
Each developing roll is incorporated into a commercially available color laser printer (manufactured by Canon Inc., “LBP-2510”), and under an environment of 20 ° C. × 50% RH, 1000 images (A4 size) are printed. The subsequent roller appearance was confirmed. That is, after the durability evaluation, the case where there was no image disturbance was regarded as acceptable. Among these, the case where the toner is hardly present on the roll surface was particularly marked “◎”, and the case where the toner slightly adhered on the roll surface was rated “good”. On the other hand, when toner adheres on the surface of the roll and uneven adhesion occurs on the image, it is determined as “Fail”.
<濃度むら>
各現像ロールを、市販のカラーレーザープリンター(キヤノン(株)製、「LBP−2510」)に組み込み、20℃×50%RHの環境下で画像出しを行なった後、複写画質の評価を行なった。その結果、ハーフトーン画像での濃度むらが生じなかったものを合格とした。このうち、細線のとぎれや色むら、スジ画像がなかったものを特に優れる「◎」とし、細線のとぎれや色むら、スジ画像がやや生じているが濃度むらが生じなかったものを良好「○」とした。一方、濃度むらが生じたものを不合格「×」とした。
<Uneven density>
Each developing roll was incorporated into a commercially available color laser printer ("LBP-2510" manufactured by Canon Inc.), and after image formation was performed in an environment of 20 ° C x 50% RH, the copy image quality was evaluated. . As a result, a sample in which density unevenness in a halftone image did not occur was determined to be acceptable. Among these, thin line breaks, color irregularities, and those that did not have streak images were particularly excellent `` ◎ '', fine line breaks, color irregularities, streak images were slightly produced but density irregularities did not occur `` Good ''" On the other hand, the case where density unevenness occurred was regarded as a failure “x”.
<ロール表面硬度>
参考データとして、各現像ロールの表面硬度を、MD−1硬度計(高分子計器(株)製、「マイクロゴム硬度計MD−1型」)により測定(N=3)した。
<Roll surface hardness>
As reference data, the surface hardness of each developing roll was measured with an MD-1 hardness meter (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd., “Micro rubber hardness meter MD-1 type”) (N = 3).
以下、これら評価結果をまとめたものを表1に示す。 Table 1 below summarizes the evaluation results.
表1によれば、比較例1G〜8Gに係る現像ロールは、いずれも、トナー帯電性が低い結果、画像濃度が低くなって画像の不具合が起きるか、耐久後のトナー付着量が多いためトナー離型性に劣ることが分かる。 According to Table 1, all of the developing rolls according to Comparative Examples 1G to 8G have a low toner chargeability, resulting in a low image density and a defective image, or a large amount of toner after durability. It turns out that it is inferior to mold release property.
具体的には、比較例1Gでは、ロール体の表面に接触させた混合ガスにO2ガスを含有していないため、現像ロールの表面O濃度が低くなっている。そのため、トナー帯電性が低下して、画像濃度に劣っている。比較例2Gでは、ロール体の表面に接触させた混合ガス中のF2ガス濃度が低いため、現像ロールの表面F濃度が低くなっている。そのため、耐久後トナー付着性に劣り(トナー付着が多い)、トナー離型性に劣っている。 Specifically, in Comparative Example 1G, since the mixed gas brought into contact with the surface of the roll body does not contain O 2 gas, the surface O concentration of the developing roll is low. Therefore, the toner chargeability is lowered and the image density is inferior. In Comparative Example 2G, since the F 2 gas concentration in the mixed gas brought into contact with the surface of the roll body is low, the surface F concentration of the developing roll is low. Therefore, the toner adhesion after durability is inferior (toner adhesion is large) and the toner releasability is inferior.
比較例3G、7G、8Gでは、ロール体の表面をF2ガスまたはフッ素添加剤で表面処理していないので、現像ロールの表面にはF原子がない。そのため、耐久後トナー付着性に劣り、トナー離型性に劣っている。また、比較例4Gでは、ロール体の表面がフッ素添加剤で表面処理されているものの、フッ素添加剤の量が少ないため、現像ロールの表面F濃度が低くなっている。そのため、耐久後トナー付着性に劣り、トナー離型性に劣っている。 In Comparative Examples 3G, 7G, and 8G, since the surface of the roll body is not surface-treated with F 2 gas or a fluorine additive, there are no F atoms on the surface of the developing roll. Therefore, the toner adhesion after durability is inferior and the toner releasability is inferior. In Comparative Example 4G, the surface of the roll body is surface-treated with a fluorine additive, but the surface F concentration of the developing roll is low because the amount of the fluorine additive is small. Therefore, the toner adhesion after durability is inferior and the toner releasability is inferior.
比較例5G、6Gでは、ロール体の表面をフッ素添加剤で表面処理されており、現像ロールの表面F濃度は比較的高いが、表面O濃度は低くなっている。そのため、トナー帯電性が低下して、画像濃度に劣っている。 In Comparative Examples 5G and 6G, the surface of the roll body is surface-treated with a fluorine additive, and the surface F concentration of the developing roll is relatively high, but the surface O concentration is low. Therefore, the toner chargeability is lowered and the image density is inferior.
これらに対し、実施例1G〜10Gに係る現像ロールは、いずれも、表面F濃度および表面O濃度が上記特定範囲になっているので、トナー離型性に優れるとともに、トナー帯電性にも優れている。そのため、画像濃度に優れ、耐久後のトナー付着がほとんどなく、かつ、画像むらも生じていないことが確認できた。 On the other hand, all of the developing rolls according to Examples 1G to 10G are excellent in toner releasability and toner chargeability because the surface F concentration and the surface O concentration are in the specific range. Yes. For this reason, it was confirmed that the image density was excellent, there was almost no toner adhesion after durability, and no image unevenness occurred.
また、実施例1G〜10Gに係る現像ロールは、その表面に、トナー離型性を付与するようなフッ素樹脂などの樹脂層を有していないので、樹脂層の剥離や割れなどに起因する画像不具合が生じ難いといえる。 In addition, since the developing rolls according to Examples 1G to 10G do not have a resin layer such as a fluororesin that imparts toner releasability on the surface, images resulting from peeling or cracking of the resin layer. It can be said that defects do not easily occur.
さらに、実施例1G〜10Gに係る現像ロールは、ロール表面を分子レベルで改質するものである。そのため、ロール表面の元の柔軟性や電気抵抗などの特性を維持することができる。これにより、相手材である感光ドラムやトナーへのストレスを大幅に軽減可能である。また、電気的なレスポンスの低下が軽減されるため、フッ素樹脂などの樹脂層を表面に積層した従来品と比較して、除電、放電の繰返しスピードが速くなり、電荷付与能やトナーへの帯電性の向上も期待できる。 Furthermore, the developing rolls according to Examples 1G to 10G modify the roll surface at the molecular level. Therefore, characteristics such as the original flexibility and electrical resistance of the roll surface can be maintained. As a result, the stress on the photosensitive drum and toner as the counterpart material can be greatly reduced. In addition, since the decrease in electrical response is reduced, the repetition rate of charge removal and discharge is faster compared to conventional products with a resin layer such as a fluororesin on the surface, and the ability to impart charge or charge toner. The improvement of sex can also be expected.
<帯電ロール>
(ゴム組成物の調製)
エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体(ダイソー(株)製、「エピクロマーCG−102」)100重量部と、ステアリン酸(花王(株)製、「ルナックS−30」1重量部と、硫酸トリブチルエチルアンモニウムエチル(四級アンモニウム塩)1重量部と、酸化亜鉛(ZnO)5重量部と、硫黄0.25重量部と、モルフォリンジスルフィド1重量部と、テトラメチルチウラムジスルフィド1.2重量部とを、ニーダーでゴム練りすることにより、ゴム組成物<2>を調製した。
<Charging roll>
(Preparation of rubber composition)
Epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer (manufactured by Daiso Corporation, "Epichromer CG-102") and stearic acid (Kao Corporation, "Lunac S-30") 1 part by weight, 1 part by weight of tributylethylammonium ethyl sulfate (quaternary ammonium salt), 5 parts by weight of zinc oxide (ZnO), 0.25 part by weight of sulfur, 1 part by weight of morpholine disulfide, and tetramethylthiuram A rubber composition <2> was prepared by kneading 1.2 parts by weight of disulfide with a kneader.
(帯電ロールの作製)
上記現像ロールの作製において、ゴム組成物<1>をゴム組成物<2>に代えた点以外は、実施例1G〜10G、比較例1G〜8Gと同様にして、それぞれ、実施例1T〜10T、比較例1T〜8Tに係る帯電ロールを作製した。なお、実施例9Tおよび比較例7Tにおいては、ゴム層の上に表層塗料を塗布していないため、ロール表面基材は、ゴム組成物<2>のヒドリンゴムよりなる。また、各処理条件を表2に示している。
(Preparation of charging roll)
Examples 1T to 10T were the same as Examples 1G to 10G and Comparative Examples 1G to 8G, respectively, except that the rubber composition <1> was replaced with the rubber composition <2> in the production of the developing roll. The charging rolls according to Comparative Examples 1T to 8T were produced. In Example 9T and Comparative Example 7T, since the surface layer paint is not applied on the rubber layer, the roll surface base material is made of hydrin rubber of rubber composition <2>. Each processing condition is shown in Table 2.
(実施例に係る帯電ロールの表面構造)
上記作製した実施例に係る帯電ロールについて、その表面構造を、XPSおよびIRにより測定した。その結果、いずれの実施例に係る現像ロールについても、表面部分の有機ポリマー(ゴム、樹脂)が、上記式(1)の構造を有していることが確認できた。
(Surface structure of charging roll according to example)
About the charging roll which concerns on the produced said Example, the surface structure was measured by XPS and IR. As a result, it was confirmed that the organic polymer (rubber, resin) in the surface portion of the developing roll according to any of the examples had the structure of the above formula (1).
(各帯電ロールの評価)
実施例および比較例に係る各帯電ロールについて、以下の4項目について評価を行なった。
(Evaluation of each charging roll)
About each charging roll which concerns on an Example and a comparative example, the following 4 items were evaluated.
<表面原子濃度の測定>
上記現像ロールを測定した場合と同様にして、ESCAシステム(PHI5600システム、アルバックファイ社製)を用いて、各帯電ロールの表面F濃度および表面O濃度を測定した。
<Measurement of surface atom concentration>
The surface F concentration and surface O concentration of each charging roll were measured using an ESCA system (PHI5600 system, manufactured by ULVAC-PHI) in the same manner as when measuring the developing roll.
<帯電メモリ>
各帯電ロールを、市販のカラーレーザープリンター(キヤノン(株)製、「LBP−2510」)のカートリッジに組み付けて、このカートリッジの市販の梱包状態(カートリッジに緩衝材を付けてダンボール内に梱包した状態)にした。この梱包状態のまま、帯電ロールの軸が鉛直方向になるようにして、1mの高さから鉄板上に自由落下させる操作を3回繰返し行なった。その直後に、このカートリッジを上記プリンターに組み込み、20℃×50%RHの環境下でハーフトーン画像出しを行なった。画像を目視で確認したときに、スジ状のメモリ画像が見られないときを「◎」、スジ状のメモリ画像がわずかに見られるときを「○」、スジ状のメモリ画像がはっきり確認できるときを「×」とした。
<Charging memory>
Each charging roll is assembled into a cartridge of a commercially available color laser printer (manufactured by Canon Inc., “LBP-2510”), and this cartridge is packed in a commercially available state (packed with a cushioning material on the cartridge and packed in cardboard) ) With this packing state, the operation of free-falling on the iron plate from a height of 1 m was repeated three times so that the axis of the charging roll was vertical. Immediately thereafter, this cartridge was incorporated into the printer, and a halftone image was taken out in an environment of 20 ° C. × 50% RH. When the image is visually confirmed, “◎” when the streak-like memory image is not seen, “○” when the streak-like memory image is slightly seen, and when the streak-like memory image can be clearly seen Was marked “x”.
<外添剤付着性>
得られた各帯電ロールを、フルカラーLBPに組み込んで、1万枚の画像出し(マゼンダハーフトーン)を行なった後、プリント画像の状態を目視により評価するとともに、ロール表面の汚染状況(トナー外添剤の付着量)を目視により評価した。すなわち、1万枚の画像出し後であってもプリント画像に問題がないものを合格とした。このうち、細線にいたるまで鮮明にプリントされ、かつ、ロール表面の汚染もほとんどないものを特に優れる「◎」とし、プリント画像に問題がなかったものを良好「○」とした。一方、プリント画像に濃度むらがみられ、かつ、ロール表面の汚染が全面に行き渡っていたものを不合格「×」とした。
<External additive adhesion>
Each of the obtained charging rolls was incorporated into a full color LBP, and after 10,000 images were printed (magenta halftone), the state of the printed image was visually evaluated and the contamination of the roll surface (toner external addition) The adhesion amount of the agent was visually evaluated. That is, even after 10,000 images have been printed, a print image that has no problem is regarded as acceptable. Among these, those that were clearly printed up to fine lines and that had almost no contamination on the roll surface were particularly excellent “◎”, and those that had no problem with the printed image were rated “good”. On the other hand, a print image in which density unevenness was observed and contamination of the roll surface was spread over the entire surface was determined as a failure “x”.
<ロール硬度>
参考データとして、各帯電ロールの表面硬度を、MD−1硬度計(高分子計器(株)製、「マイクロゴム硬度計MD−1型」)により測定(N=3)した。
<Roll hardness>
As reference data, the surface hardness of each charging roll was measured (N = 3) with an MD-1 hardness meter (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd., “Micro rubber hardness meter MD-1 type”).
以下、これら評価結果をまとめたものを表2に示す。 Table 2 below summarizes the evaluation results.
表2によれば、比較例1T〜8Tに係る帯電ロールは、帯電メモリによる画像不良の問題が発生するか、トナー外添剤の付着による画像不良の問題が発生し、帯電性能やトナー離型性に劣ることが分かる。 According to Table 2, in the charging rolls according to Comparative Examples 1T to 8T, the problem of image failure due to the charging memory occurs, or the problem of image failure due to the adhesion of the external toner additive occurs. It turns out that it is inferior.
具体的には、比較例1Tでは、帯電メモリによる画像不良の問題が発生した。これは、ロール体の表面に接触させた混合ガスにはO2ガスが含まれていないため、帯電ロールの表面O濃度が特定範囲内にない。そのため、感光ドラムが帯電ロールで摺擦されたときに、帯電ロール表面のフッ素の電子吸引性により、感光ドラム上に正電荷がメモリされやすくなったためと考えられる。 Specifically, in Comparative Example 1T, a problem of image failure due to the charging memory occurred. This is because the O 2 gas is not included in the mixed gas brought into contact with the surface of the roll body, so that the surface O concentration of the charging roll is not within a specific range. For this reason, it is considered that when the photosensitive drum is rubbed with the charging roll, positive charges are easily stored on the photosensitive drum due to the electron withdrawing property of fluorine on the surface of the charging roll.
比較例2Tでは、トナー外添剤の付着による画像不良の問題が発生した。これは、ロール体の表面に接触させた混合ガス中のF2ガス濃度が低いため、帯電ロールの表面F濃度が特定範囲内にない。そのため、トナー外添剤が帯電ロール表面に付着しやすくなったためと考えられる。 In Comparative Example 2T, there was a problem of image failure due to adhesion of the toner external additive. This is because the F 2 gas concentration in the mixed gas brought into contact with the surface of the roll body is low, so that the surface F concentration of the charging roll is not within a specific range. For this reason, it is considered that the toner external additive easily adheres to the surface of the charging roll.
比較例3T、7T、8Tでは、トナー外添剤の付着による画像不良の問題が発生した。これは、ロール体の表面をF2ガスまたはフッ素添加剤で表面処理していないので、帯電ロール表面にはF原子が存在していない。そのため、トナー外添剤が帯電ロール表面に付着しやすくなったためと考えられる。 In Comparative Examples 3T, 7T, and 8T, a problem of image failure due to adhesion of the toner external additive occurred. This is because the surface of the roll body is not surface-treated with F 2 gas or a fluorine additive, and therefore F atoms are not present on the surface of the charging roll. For this reason, it is considered that the toner external additive easily adheres to the surface of the charging roll.
比較例5T、6Tでは、帯電メモリによる画像不良の問題が発生した。これは、ロール体の表面がフッ素添加剤で表面処理された結果、帯電ロールの表面F濃度は特定範囲内にあるものの、表面O濃度が特定範囲内にない。そのため、感光ドラムが帯電ロールで摺擦されたときに、帯電ロール表面のフッ素の電子吸引性により、感光ドラム上に正電荷がメモリされやすくなったためと考えられる。 In Comparative Examples 5T and 6T, a problem of image failure due to the charging memory occurred. This is because, as a result of the surface treatment of the roll body with the fluorine additive, the surface F concentration of the charging roll is within a specific range, but the surface O concentration is not within the specific range. For this reason, it is considered that when the photosensitive drum is rubbed with the charging roll, positive charges are easily stored on the photosensitive drum due to the electron withdrawing property of fluorine on the surface of the charging roll.
これらに対し、実施例1T〜10Tに係る帯電ロールは、いずれも、表面F濃度および表面O濃度が上記特定範囲になっている。そのため、トナー外添剤の付着による画像不良の問題や、帯電メモリによる画像不良の問題は発生しておらず、トナー離型性と帯電性能に優れることを確認できた。 On the other hand, in each of the charging rolls according to Examples 1T to 10T, the surface F concentration and the surface O concentration are in the specific range. Therefore, the problem of image failure due to the adhesion of the toner external additive and the problem of image failure due to the charging memory did not occur, and it was confirmed that the toner releasability and charging performance were excellent.
したがって、実施例1T〜10Tに係る帯電ロールによれば、トナー外添剤の帯電ロールへの付着が低減されるため、これによる画像不良の問題も生じにくくなる。また、トナーカートリッジ運搬時などで強い衝撃を受けると感光ドラムが帯電ロールで摺擦されることがあるが、このような場合にも、感光ドラム上に正電荷がメモリされにくく、始動時などに横スジ画像の発生する問題が生じにくくなる。 Therefore, according to the charging rolls according to Examples 1T to 10T, the adhesion of the toner external additive to the charging roll is reduced, so that the problem of image defects due to this is less likely to occur. In addition, the photosensitive drum may be rubbed by the charging roll when it receives a strong impact during transportation of the toner cartridge. In such a case as well, positive charges are not easily stored on the photosensitive drum. The problem that a horizontal streak image occurs is less likely to occur.
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said Example at all, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
Claims (4)
前記最外層の表面が、F:8原子%以上、かつ、O:25原子%以上を有することを特徴とする導電性ロール。 The outermost layer containing the organic polymer is provided on the outermost periphery of the roll,
The conductive roll characterized in that the surface of the outermost layer has F: 8 atomic% or more and O: 25 atomic% or more.
前記最外層の表面に、F2ガスとO2ガスとを含有する混合ガスを接触させて得られうることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の導電性ロール。 The outermost layer containing the organic polymer is provided on the outermost periphery of the roll,
4. The conductive roll according to claim 1, wherein the conductive roll can be obtained by bringing a mixed gas containing F 2 gas and O 2 gas into contact with the surface of the outermost layer. 5.
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